Om du förstår hur kolfiberstick och tyg tillverkas vet du att det är en komplex och energiintensiv process som kräver att kolatomer anpassas, utsätts för hög värme och beläggs sedan med kemikalier för att hjälpa hartsstickan. Men hur blir fibrerna och tygerna kompositslangar ?
Det är lätt att titta på ett tvärsnitt av kompositrör och antar att det är en konstruktion i en enda del. Den färdiga produkten är verkligen en enda bit, men det är bara för att hartset och härdningsprocessen binder allt ihop. Den delen av slangen startade inte som en enda bit. Det började som flera lager av fiber eller tyg som kombinerades med harts för att skapa det färdiga röret.
Det finns fyra primära processer för att skapa kompositrör. Dessa är:
1. ROLL-WRAPPING
Rollomslagning görs vanligen med en prepreg-produkt för att säkerställa konsistens. En prepreg är en sammansatt produkt bestående av tyg eller fiber som redan impregnerats med epoxihartset som är nödvändigt för att hålla allt ihop.
Prepregmaterialet skärs i lager med olika fiberorientering. Dessa skikt rullas sedan på en cylindrisk stång känd som en dorn. Dornen och prepregen lindas sedan i en plastfilm för att innehålla epoxihartset och komprimera skikten under härdning. När härdning är avslutad, tas dornen bort från mitten av den färdiga slangen.
Rollomslag resulterar i maximal konsistens över både kolfiber och glasfiberrör. Processen ger också mer anpassning vad gäller både fiber / dornkonfiguration och produktionskvantiteter. Rollomslag är den föredragna processen för att producera små körningar.
2. FILAMENTVINDNING
Filamentlindningsprocessen börjar med en sammansatt släp av antingen kolfiber, glasfiber eller en kolfiberfiberglasfiberhybrid. Släden laddas på flera spolar på baksidan av lindningsmaskinen. Framsidan är en lång dorn som fungerar som form för slangen.
För att skapa röret rör en vagn upp och ner längden på maskinen medan dornen snurrar. Trågen appliceras på dornen i ett spiralmönster som remsan på en sockerrör. Spiralens vinkel kan justeras liksom hur många spiraler som krävs för att skapa ett lager. När den väl är formad, härdas tuben innan den separeras från dornen.
Filamentlindning är mer automatiserad än rullförpackning, och därför ett mer kostnadseffektivt sätt att producera stora volymer av kompositrör på kort tid. Anpassning är ofta enklare med rullomslag eftersom fiber och harts kan blandas och matchas vid lindningsmaskinen istället för under prepregging-processen.
3. PULTRUSION
Pultrusion- processen får sitt namn från sin kombination av dragnings- och strängsprutningsprinciper. Där strängsprutning tvingar material genom en munstycke genom att trycka på den, fullbordar pultrusion samma sak genom att dra materialet genom munstycket. Pultruded tubing skapas genom att dra kolfiber eller glasfibertråge genom en uppvärmd form som impregneras med epoxiharts. Materialet dras över en dorn som säkerställer att den håller sin form under härdningsprocessen.
Fördelen med denna process är att den producerar en kontinuerlig, enriktad längd av slang som kan skäras i storlek efter härdning. Eftersom pultrusion är mycket automatiserad är det en mycket mer kostnadseffektiv produktionsprocess än både rullförpackning eller trådlindning. Pultrusion gör det enkelt att producera rör i olika längder och tjocklekar helt enkelt genom att byta upp både dorn och dö.
Nackdelen med pultrusion är att alla fibrerna är orienterade längs rörets axel. Att ha alla fibrerna i en riktning betyder att röret är mycket bra i spänning men kan enkelt delas i kompression eller vridning. Sökandet efter en automatiserad process som kan producera balanserade rör leder oss till dragbräda.
4. PULLBRAIDING
Pullbraiding är en förlängning av pultrusion. Denna process är väsentligen densamma som pultrusion med en tilläggsfunktion: fibrerna flätas samman eftersom de dras genom den uppvärmda munstycket och på dornen. Lager av olika vinklar kan göras genom att variera flätan, och till och med ensriktiga lager kan införas.
Både pultrusion och pullbraiding skapar färdiga produkter med hög styvhet och viktförhållanden. Men den största fördelen med pullbraiding-processen är att den skapar ett mer balanserat rör som utför ett stort antal laster. Det lägger också till ett element av estetisk skönhet eftersom flätan ligger mer i linje med det traditionella "kolfiber" -sättet. Och eftersom denna process är mycket automatiserad som pultrusion, är dragrörda rör ofta billigare än rulleförpackade eller trådlindade produkter.
